STM32W108无线射频模块AD转换器应用实例

STM32W108无线射频模块AD转换器应用实例

STM32W108 AD转换器是一个一阶∑-△转换器，具有以下特性：

l  分辨率可达12位

l  采样最小时间5.33us（188KHz）

l  6个外部和4个内部输入源，可进行差分和单端转换

l  两个电压转换范围（差分）：-VREF~+VREF，-VDD_PADS~+VDD_PADS

l  可选择内部和外部参考标准VREF：内部的VREF可用于输出

l  数字偏移和增益校准

l  专用DMA通道，通道支持一次和连续的操作模式

应用实例解析

编写烟雾传感器测试程序，读取烟雾传感器的AD值，并输出到串口显示。

9.3.1开发环境与硬件说明

硬件：STM32W108 无线开发板、烟雾传感器、J-LINK调试器、PC机等。

软件：IAR Embedded Workbench开发软件、SimpleMac协议栈。

9.3.2
软件设计与规划

本实例烟雾传感器中用到adc.c中的函数，有StStatus halStartAdcConversion(ADCUser
id, ADCReferenceType reference, ADCChannelType channel, ADCRateTyperate)，该函数是开启AD转换功能；其中ADCUser id在adc.h中定义，有三种，本实例中用到ADC_USER_APP；ADCReferenceType
reference为参考类型，adc.h中定义，本实例中用ADC_REF_INT，ADCChannelType channel为模拟输入通道，在adc.h中定义，本实例中用到的是PA4作为模拟输入的通道；ADCRateType
rate为AD转换频率，在adc.h中定义，本实例中用到的是ADC_CONVERSION_TIME_US_4096，4096us，12个有效位。

无线节点上电首先进行硬件初始化，然后等按键S2被按下，只要S2被按下，无线节点就周期性的进行AD转换。

9.3.3
传感器数据采集程序设计

在烟雾传感器的驱动程序中涉及到了AD转换的内容：

其中adc.h中的内容有：


static int16u adcData;             //DMA中的ADC转换结果

 

在烟雾传感器的驱动程序中涉及到了AD转换的函数：

在adc.c中的添加函数有：


/**************************************************************************

功能描述：完成对AD转换后数据的获取

输入参数：无

输出参数：AD转换后的16位无符号数

*************************************************************************/

int16u  getData(void)

{

int16s data; //存放AD转换后的电压的数值

while ( !(INT_ADCFLAG &  INT_ADCULDFULL));  //无效时，空等待

data=halConvertValueToVolts(adcData);  //将AD转换的电压数据存至data变量中

return (int16u)data;

}

/**************************************************************************

功能描述：内部ADC初始化

输入参数：无

输出参数：无

*************************************************************************/

void  halInternalInitAdc(void)

{

//初始化状态变量

adcPendingRequests = 0;

adcPendingConversion = NUM_ADC_USERS;

adcCalibrated = FALSE;

adcStaticConfig = ADC_1MHZCLK | ADC_ENABLE;  //初始化配置:1MHz,
低压范围

// 设置所有ADC读取无效

adcReadingValid = 0;

// 关闭ADC

ADC_CFG = 0;  //禁用ADC，关闭HV缓冲区

ADC_OFFSET = ADC_OFFSET_RESET;

ADC_GAIN = ADC_GAIN_RESET;

ADC_DMACFG = ADC_DMARST;

ADC_DMABEG = (int32u)&adcData;

ADC_DMASIZE = 1;

ADC_DMACFG = (ADC_DMAAUTOWRAP | ADC_DMALOAD);

//清空ADC中断，并使能中断

INT_ADCCFG = INT_ADCULDFULL;

INT_ADCFLAG = 0xFFFF;

INT_CFGSET = INT_ADC;

stCalibrateVref();         //校准参考电压

}

 

MQ2.h编写（烟雾传感器）


/*****************************************************************

文件名：MQ2.h

版本号：v1.0

创建日期：2012-4-1

硬件描述：烟雾传感器的数字输出接STM32W芯片的PA3，模拟输出接STM32W芯片的PA4

主要函数描述：MQSetStatus(int32u  status):设置对应引脚；

MQGetStatus()：获得对应端口值

MQGetDCData()：获得烟雾传感器数字输出的值

MQADCInit()：设置PA4为模拟输入状态

MQGetADCStart()：开启AD转换

*****************************************************************/

#ifndef   __MQ_H__

#define   __MQ_H__

//设置MQ2烟雾传感器的数字输出端口与STM32W的PA3端口相连接

#define MBUS PORTA_PIN(3)

#define MBUS_INPUT_GPIO  GPIO_PAIN

#define MBUS_OUTPUT_GPIO GPIO_PAOUT

#define MBUS_GPIO_PIN    PA3_BIT

#define MBUS_WAKE_SOURCE 0x00000080

#define MBUS_SET  (GPIO_PASET_ADDR+((GPIO_PBCFGL_ADDR

-GPIO_PACFGL_ADDR)*(MBUS/8)))

#define MBUS_CLR  (GPIO_PACLR_ADDR+((GPIO_PBCFGL_ADDR

-GPIO_PACFGL_ADDR)*(MBUS/8)))

extern void MQSetStatus(int32u status);      //设置对应引脚;

extern u8 MQGetStatus();          //获得对应端口值

extern u8 MQGetDCData();            //获得烟雾传感器数字输出的值

extern void MQADCInit();    //设置PA4为模拟输入状态

extern void MQGetADCStart();   //开启AD转换

#endif

 

MQ2.c编写（烟雾传感器）


/*****************************************************************

文件名：MQ2.c

版本号：v1.0

创建日期：2012-4-1

硬件描述：烟雾传感器的数字输出接STM32W芯片的PA3，模拟输出接STM32W芯片的PA4

主要函数描述：MQSetStatus(int32u  status):设置对应引脚；

MQGetStatus()：获得对应端口值

MQGetDCData()：获得烟雾传感器数字输出的值

MQADCInit()：设置PA4为模拟输入状态

MQGetADCStart()：开启AD转换

*****************************************************************/

#include PLATFORM_HEADER

#include BOARD_HEADER

#include "MQ2.h"

#include "hal/micro/micro-common.h"

#include  "hal/micro/cortexm3/micro-common.h"

#include "hal/micro/adc.h"

#include "stdio.h"

#define LOW 0//低电平

#define HIGH 1//高电平

/**************************************************************************

功能描述：完成对特定端口的设置

输入参数：status：端口参数，高电平或低电平

输出参数：无

*************************************************************************/

void MQSetStatus(int32u status)

{

halGpioConfig(MBUS,GPIOCFG_OUT);

if(MBUS/8 < 3)

{

if(status==HIGH) //设置为高电平

*((volatile int32u *)MBUS_SET) = BIT(MBUS&7);

else  //设置为低电平

*((volatile int32u *)MBUS_CLR) =  BIT(MBUS&7);

}

}

/**************************************************************************

功能描述：完成获取对应端口的值

输入参数：无

输出参数：对应端口的值

*************************************************************************/

u8 MQGetStatus()

{

return  (MBUS_INPUT_GPIO & (1<<MBUS_GPIO_PIN)) ? 1 : 0;

}

/**************************************************************************

功能描述：完成对烟雾传感器数字输出的获取

输入参数：无

输出参数：烟雾传感器数字输出值

*************************************************************************/

u8 MQGetDCData()

{

halGpioConfig(MBUS,GPIOCFG_IN);

if(MQGetStatus()==0)

{

halCommonDelayMicroseconds(500);   //延时抗干扰

if(MQGetStatus()==0)

return 0;

else

return  1;

}

else

return  1;

}

/**************************************************************************

功能描述：设置PA4端口为模拟输入输出

输入参数：无

输出参数：无

*************************************************************************/

void MQADCInit()

{

halGpioConfig(PORTA_PIN(4),GPIOCFG_ANALOG);

}

/**************************************************************************

功能描述：完成对给定数字的显示

输入参数：无

输出参数：无

*************************************************************************/

void MQGetADCStart()

{

halAdcCalibrate(ADC_USER_APP);   //设置ADC校准

halStartAdcConversion(ADC_USER_APP,ADC_REF_INT,  ADC_SOURCE_ADC4_VREF2,ADC_CONVERSION_TIME_US_4096 ); //开启AD转换，ADC4，转换速率4096

}

9.3.4 测试程序编写

编写测试程序源文件solar-system.c：


/*****************************************************************

文件名：solar-system.c

版本号：v1.0

创建日期：2012-4-1

硬件描述：对于无线节点上烟雾传感器数字输出接PA3，模拟输出接PA4

主要函数描述：main( )函数实现对各个传感器的控制。

*****************************************************************/

#include  PLATFORM_HEADER

#include  BOARD_HEADER

#include  <stdio.h>

#include  <stdlib.h>

#include  <string.h>

#include  "error.h"

#include  "hal/hal.h"

#include  "include/phy-library.h"

#include  "hal/micro/cortexm3/iap_bootloader.h"

#include  "MQ2.h"

/**************************************************************************

功能描述：完成对某种传感器的检测

输入参数：无

输出参数：无

*************************************************************************/

int  main(void)

{

boolean preesed = FALSE;

halInit();//初始化硬件

uartInit(115200, 8, PARITY_NONE, 1); //初始化UART

.

//配置PA4和PA5作为复用输出引脚，用于数据包的跟踪

halGpioConfig(PORTA_PIN(4),GPIOCFG_OUT_ALT);

halGpioConfig(PORTA_PIN(5),GPIOCFG_OUT_ALT);

GPIO_IRQDSEL = PORTB_PIN(2); //连接IRQD到PB2/SC1RXD

//允许IRQD标志位激活任何的IRQD

GPIO_INTCFGD = (3<<GPIO_INTMOD_BIT);

INT_GPIOFLAG = INT_IRQDFLAG;

INT_PENDCLR = INT_IRQD;

INTERRUPTS_ON();

halInitLed();   //初始化LED

halInitButton(); //初始化按键

halInternalInitAdc();//内部ADC初始化

MQADCInit(); //烟雾传感器接口初始化

printf("Press S2 to begin ADC  Change\n");

while(TRUE)

{

halCommonDelayMilliseconds(10);

if (halGetButtonStatus(BUTTON_S2) ==  BUTTON_PRESSED||preesed == TRUE)

{

preesed = TRUE;

/********读取烟雾传感器AD值*******************/

MQGetADCStart();

u16 mqacdata=getData();

u8 flag=0;

if(mqacdata&(0x01<<15)!=0)

{

mqacdata=~(mqacdata-1);//负数，2进制补码

flag=1;

}

if(mqacdata<32768)

{

if(flag==1)

{

printf("Smoke  -%d\n",mqacdata);

}

else

{

printf("Current ADC:  %d\n",mqacdata);

}

}

halCommonDelayMilliseconds(2000);//2000ms

}

}

}

9.3.5
测试结果及分析

烟雾传感器的模拟输出经过AD转换后的值通过串口发送到PC机，AD转换的电压范围最大为1.2V，AD转换结果如图：

操作各传感器时，可以调节烟雾传感器模块上面的滑动变阻器，以改变传感器的灵敏度。

时间： 2024-10-10 09:53:04

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